A mineração de Bitcoin tem visto um crescimento exponencial desde que o primeiro minerador ASIC foi enviado em 2013, melhorando a eficiência do hardware de 1.200 J/TH para apenas 15 J/TH. Embora esses avanços tenham sido impulsionados por uma melhor tecnologia de chip, agora estamos atingindo os limites dos semicondutores baseados em silício. À medida que mais ganhos de eficiência se estabilizam, o foco deve mudar para otimizar outros aspectos das operações de mineração — particularmente a configuração de energia.
A energia trifásica surgiu como uma alternativa superior à energia monofásica na mineração de bitcoin. Com mais ASICs sendo projetados para entrada de tensão trifásica, a infraestrutura de mineração futura deve considerar a adoção de um sistema trifásico uniforme de 480v, especialmente dada sua abundância e escalabilidade na América do Norte.
Compreendendo a energia monofásica e trifásica
Para compreender a importância da energia trifásica na mineração de bitcoin, é essencial primeiro entender os conceitos básicos dos sistemas de energia monofásicos e trifásicos.
A energia monofásica é o tipo mais comum de fonte de alimentação usada em ambientes residenciais. Ela consiste em dois fios: um fio energizado e um fio neutro. A voltagem em um sistema monofásico oscila sinusoidalmente, fornecendo energia que atinge um pico e depois cai para zero duas vezes durante cada ciclo.
Imagine que você está empurrando uma pessoa em um balanço. A cada empurrão, o balanço se move para frente e depois volta, atingindo uma altura máxima e então descendo de volta ao ponto mais baixo antes de você empurrar novamente.
Assim como o swing, um sistema de energia monofásico tem períodos de fornecimento máximo e zero de energia. Isso pode levar a ineficiências, especialmente quando energia consistente é necessária, embora essa ineficiência seja insignificante em aplicações residenciais. No entanto, torna-se significativa em operações de alta demanda e escala industrial, como mineração de bitcoin.
A energia trifásica, por outro lado, é comumente usada em ambientes industriais e comerciais. Ela consiste em três fios energizados, fornecendo um fluxo de energia mais constante e confiável.
Na mesma analogia do balanço, imagine que você tem três pessoas empurrando o balanço, mas cada pessoa está empurrando em intervalos diferentes. Uma pessoa empurra o balanço assim que ele começa a desacelerar do primeiro empurrão, outra empurra um terço do caminho através do ciclo, e a terceira pessoa empurra dois terços do caminho através do ciclo. O resultado é um balanço que se move muito mais suavemente e consistentemente porque está sendo empurrado continuamente de ângulos diferentes, mantendo um movimento constante.
Da mesma forma, um sistema de energia trifásico garante um fluxo de energia constante e equilibrado, resultando em maior eficiência e confiabilidade, particularmente benéfico para aplicações de alta demanda, como mineração de bitcoin.
A evolução dos requisitos de energia da mineração de Bitcoin
A mineração de Bitcoin evoluiu muito desde seu início, com mudanças significativas nos requisitos de energia ao longo dos anos.
Antes de 2013, os mineradores dependiam de CPUs e GPUs para minerar bitcoins. A verdadeira virada de jogo veio com o desenvolvimento de mineradores ASIC (Application-Specific Integrated Circuit) conforme a rede bitcoin crescia e a competição aumentava. Esses dispositivos são projetados especificamente para o propósito de minerar bitcoins, oferecendo eficiência e desempenho incomparáveis. No entanto, os maiores requisitos de energia dessas máquinas exigiram avanços nos sistemas de fornecimento de energia.
Em 2016, um minerador de ponta era capaz de computar 13 TH/s com um consumo de energia de aproximadamente 1.300 watts (W). Embora considerado altamente ineficiente pelos padrões atuais, a mineração com esse equipamento era lucrativa devido à baixa competição de rede naquela época. No entanto, para gerar lucros significativos no cenário competitivo de hoje, os mineradores institucionais agora contam com equipamentos que demandam cerca de 3.510 W.
As limitações dos sistemas de energia monofásicos vieram à tona conforme os requisitos de energia do ASIC e as demandas de eficiência das operações de mineração de alto desempenho crescem. A transição para energia trifásica se tornou um passo lógico para dar suporte às crescentes necessidades de energia da indústria.
480v trifásico na mineração de Bitcoin
Eficiência em primeiro lugar
A energia trifásica de 480 V tem sido o padrão em ambientes industriais na América do Norte, América do Sul e outras regiões há muito tempo. Essa adoção generalizada se deve aos seus inúmeros benefícios em termos de eficiência, economia de custos e escalabilidade. A consistência e a confiabilidade da energia trifásica de 480 V a tornam ideal para operações que exigem maior tempo de atividade operacional e eficiência da frota, especialmente em um mundo pós-halving.
Um dos principais benefícios da energia trifásica é sua capacidade de fornecer maior densidade de potência, o que reduz perdas de energia e garante que o equipamento de mineração opere em níveis ideais de desempenho.
Além disso, implementar um sistema de energia trifásico pode levar a economias significativas em custos de infraestrutura elétrica. Menos transformadores, fiação menor e menor necessidade de equipamento de estabilização de voltagem contribuem para menores despesas de instalação e manutenção.
Por exemplo, uma carga que requer 17,3 quilowatts de energia a 208 V trifásico precisaria de uma corrente de 48 amps. No entanto, se a mesma carga for fornecida por uma fonte de 480 V, a necessidade de corrente cai para apenas 24 amps. Essa redução pela metade da corrente não apenas reduz a perda de energia, mas também minimiza a necessidade de fiação mais espessa e cara.
Escalabilidade
À medida que as operações de mineração se expandem, a capacidade de adicionar facilmente mais capacidade sem grandes revisões na infraestrutura de energia é crucial. A alta disponibilidade de sistemas e componentes projetados para energia trifásica de 480 V torna mais fácil para os mineradores escalarem suas operações de forma eficiente.
À medida que a indústria de mineração de bitcoin evolui, há uma tendência clara em direção ao desenvolvimento de mais ASICs compatíveis com trifásicas. Projetar instalações de mineração com uma configuração trifásica de 480 V não apenas aborda as ineficiências atuais, mas também prepara a infraestrutura para o futuro. Isso permite que os mineradores integrem perfeitamente tecnologias mais novas que provavelmente serão projetadas com a compatibilidade de energia trifásica em mente.
Conforme mostrado na tabela abaixo, as técnicas de resfriamento por imersão e resfriamento hidráulico são métodos superiores para aumentar as operações de mineração de bitcoin em termos de atingir uma saída de hashrate mais alta. Mas para suportar uma capacidade de computação muito maior, a configuração de energia trifásica se torna necessária para manter um nível semelhante de eficiência energética. Em resumo, isso levará a um lucro operacional maior com a mesma porcentagem de margem de lucro.
Implementando energia trifásica em operações de mineração de Bitcoin
A transição para um sistema de energia trifásico requer planejamento e execução cuidadosos. Aqui estão as principais etapas envolvidas na implementação de energia trifásica em operações de mineração de bitcoin.
Avaliação dos requisitos de energia
O primeiro passo na implementação de um sistema de energia trifásico é avaliar os requisitos de energia da operação de mineração. Isso envolve calcular o consumo total de energia de todos os equipamentos de mineração e determinar a capacidade apropriada para o sistema de energia.
Modernização da Infraestrutura Elétrica
Atualizar a infraestrutura elétrica para suportar um sistema de energia trifásico pode envolver a instalação de novos transformadores, fiação e disjuntores. É essencial trabalhar com engenheiros elétricos qualificados para garantir que a instalação atenda aos padrões de segurança e regulatórios.
Configurando mineradores ASIC para energia trifásica
Muitos mineradores ASIC modernos são projetados para operar com energia trifásica. No entanto, modelos mais antigos podem exigir modificações ou o uso de equipamento de conversão de energia. Configurar os mineradores para operar com energia trifásica é uma etapa crítica para maximizar a eficiência.
Implementando sistemas de redundância e backup
Para garantir operações de mineração ininterruptas, é essencial implementar sistemas de redundância e backup. Isso inclui instalar geradores de backup, fontes de alimentação ininterruptas e circuitos de energia redundantes para proteger contra quedas de energia e falhas de equipamento.
Monitoramento e Manutenção
Uma vez que o sistema de energia trifásico esteja operacional, o monitoramento e a manutenção contínuos são cruciais para garantir o desempenho ideal. Inspeções regulares, balanceamento de carga e manutenção proativa podem ajudar a identificar e abordar problemas potenciais antes que eles afetem as operações.
Conclusão
O futuro da mineração de bitcoin está na utilização eficiente de recursos de energia. À medida que os avanços nas tecnologias de processamento de chips atingem seus limites, o foco na configuração de energia se torna cada vez mais crítico. A energia trifásica, particularmente um sistema de 480v, oferece inúmeras vantagens que podem revolucionar as operações de mineração de bitcoin.
Ao fornecer maior densidade de potência, eficiência aprimorada, custos de infraestrutura reduzidos e escalabilidade, os sistemas de energia trifásicos podem suportar as crescentes demandas da indústria de mineração. Implementar tal sistema requer planejamento e execução cuidadosos, mas os benefícios superam em muito os desafios.
À medida que a indústria de mineração de bitcoin continua a evoluir, adotar a energia trifásica pode abrir caminho para operações mais sustentáveis e lucrativas. Com a infraestrutura certa em vigor, os mineradores podem aproveitar todo o potencial de seus equipamentos e permanecer à frente no mundo competitivo da mineração de bitcoin.
Este é um guest post de Christian Lucas, Strategy na Bitdeer. As opiniões expressas são inteiramente suas e não refletem necessariamente as da BTC Inc ou da Bitcoin Magazine.
Fonte: bitcoinmagazine.com
